引用:我自己的天玑8500文案,视频在做了
背景:D8500 10.91mm x 8.63mm
(为啥下面的是代码了)
A18Pro 13mm x 7.84mm
- 缺陷密度与良率:
D0(Defect Density),也就是缺陷密度。
你可以把台积电的晶圆想象成一大块昂贵的面团
而D0 缺陷就是混在面粉里的沙子。
如果沙子刚好掉进核心区,这颗核心就废了。
通常厂商会搞 “冗余设计”
我做 8 个核心,只要有 7 个是好的
我就能把它当作“天玑 8400”卖出去
这就叫芯片的“起死回生”
到这儿,逻辑似乎通了:
发哥在 8400 上关掉一颗核心
看似是“阉割”
实则是为了对抗良率不稳定的“巨额保险”。
但,作为一个科技区 UP 主,我们不听故事,我们看数据。
天玑 8400 用的可是台积电 N4
当时的D0 缺陷密度早已压到了0.05以下。
基于该数据,可以计算出当时天玑8400的具体制造良率
每片wafer可以切割出696个die
其中有665个good die,31个defect die,77个 无法使用的边缘die
其良率为95.51%
- 屏蔽带来的收益:
我们代入泊松分布公式算一笔账:
在 95.51% 的原始良率下
那一颗多出来的冗余核心
到底救回了多少芯片?
计算结果是:13.12% x 31= 4.067 颗。(注:这里原先计算错误,已修正,屏蔽区域计算是按照全部可屏蔽面积计算,并非单Core 面积)
这意味着,平均每生产 165颗天玑 8500
才会出现一颗缺陷点刚好在GPU上
不得不降级成 8400 的残次品。
而剩下的 164 颗,原本全都是活蹦乱跳的“满血版”
所以,真相呼之欲出:
哪有什么良率不足,哪有什么为了保险?
这不过是精准的“商业刀法”
把一年前就准备好的满血战神,按在轮椅上坐了一整年,等竞品发力了,再站起来告诉你:我进化了
聊完良率,我们再来看一个更有趣的数据:Die Size(芯片面积)。
天玑 8500 的面积是 94.15mm2
相比前前代 8200 大了 10.85%。
但有趣的是,
它比同代的骁龙 8 Gen 5(103.552mm2)小了约 9.07%,
比 8s Gen 4(105.56mm2)小了将近 11%。
这时候就有人说了 “每次芯片都说面积变化,难道不是设计师随手画大了一点吗?”
- 为什么面积要设计成这个数字-Mask Field Utilization
在芯片行业,没有一个面积是多余的。
芯片在写 SPEC(规格定义) 的初期,
核心数量、IP 布局、I/O 接口,甚至最终的 Die Size 都是死命令。
为什么发哥偏偏要把面积卡在 94.15mm2?
这里就要引出一个芯片制造的底层逻辑
MFU(Mask Field Utilization,掩模版相场利用率)。
大家要知道
光刻机单次曝光的尺寸(Field Size)通常是固定的
也就是 26mm x 33mm。
你可以把它想象成一个固定的框
设计师的任务,就是在这个方框里尽可能地塞进更多的芯片。
举个例子
如果你的 Die 是 13mm x 16.5mm
单次曝光刚好能放下 4 颗,利用率接近完美
但如果你稍微贪心一点
把 Die 做成 13mm x 17mm,哪怕只宽了 0.5mm
单次曝光就只能放下 2 颗了
这会导致整片Wafer的曝光次数增加,降低产能
我们带入天玑 8500 的数据算一下
在 26mm x 33mm 的相场里
塞入 10.91mm x 8.63mm 的芯片
计算得出,它的 MFU 利用率高达 96.72%
这意味着
在每一次光刻中
发哥能整整齐齐地切出 9 颗芯片
几乎用尽了光刻机每一寸的相场
那又有人要说了:
知道了!既然field是26mm x 33mm
做3x3的布局,把Mask相场 塞满不就行了
按数学算,每个 Die 做成 8.65mm x 11mm
MFU 不就直接冲到 100% 了吗?
- 为什么面积要设计成这个数字-Overall Wafer Effectiveness
很显然没那么简单
还有一个重要因素,那就是OWE,也就是 整片晶圆有效率(Overall Wafer Effectiveness)
光刻出的 Die 是方形的,但晶圆是圆的
这个数据展示的则是整个Wafer的浪费面积
如果按8.65 x11 的尺寸
会浪费 13.38% 的晶圆面积,产出只有 688 颗 die。
而天玑 8500 只浪费了 13.25%,切割出 696 颗 die。
其实整个芯片的面积,基本是遵循着 最优MFU+最优OWE的情况
- 为什么面积要设计成这个数字-产能与合同
当然也有特殊的数据
比如苹果的A18Pro
其MFU只有75.23%,OWE高达14.46%,
没有联发科那么极致,
那么,取向是什么呢?
生产A18Pro,整个Wafer需要曝光115次
而天玑8500却需要曝光131次
这就奇怪了
发哥明明把每一寸空间都利用到了极致,为什么反而要让光刻机多曝光几次?
其实,这说明 苹果在用昂贵的晶圆面积,去换取更高效的生产时间
A18 Pro 的 Die 面积大,虽然 MFU 利用率低,看起来很“败家”,
但它单次曝光覆盖的面积广。
这意味着光刻机在晶圆上跳跃的步数更少,
单片 Wafer 的加工耗时(Cycle Time)就更短。
既然 A18 Pro 是一款利润极高的溢价产品
苹果根本不在乎浪费那点晶圆边角料
他更在乎的是光刻机能赶紧扫完这一片,立刻去扫下一片
用更快的产线周转率来支撑全球恐怖的首发货量
甚至我们可以大胆猜测
苹果与台积电签署的合同
极有可能是按Good Die的价格计算
并且背负着极高的逾期赔偿。
在这种压力下,缩短生产周期比节省晶圆面积要重要得多
而发哥的天玑 8500 走的是另一条路
次旗舰市场打的就是价格战
为了多切出那 8 颗 Die
发哥宁愿让光刻机多跳 16 次
因为只要能把单颗芯片的成本再压下一美金
他就能在面对手机厂商时,拥有更强悍的议价权。
一个追求极致的效率与周转,一个追求极致的产出与成本
这就是为什么芯片定SPEC是一个极为复杂的学科,需要考量很多数据